令人瞠目結(jié)舌的白蟻世界

方陵生

2008年7月的一天，在美國亞利桑那州圖森市，兩輛開往墓碑鎮(zhèn)的汽車上坐著幾名科學(xué)家。他們帶了500個(gè)塑料袋、1個(gè)干冰保溫瓶和350個(gè)冷凍瓶（大小形狀和鉛筆頭差不多）。他們準(zhǔn)備用兩天的時(shí)間收集1萬只白蟻，并對(duì)其腸道內(nèi)的微生物基因進(jìn)行測序。

白蟻以啃嚙木頭而聞名，對(duì)于想要嘗試將木頭和草轉(zhuǎn)化為生物燃料（“草料油”）的科學(xué)家來說，研究白蟻基因是一個(gè)很有前景的科研項(xiàng)目。來自美國能源部的兩名遺傳學(xué)家希望通過觀察白蟻如伺分解木頭，來探索將木頭和草料轉(zhuǎn)化為生物燃料的新途徑。

搭載科學(xué)家的汽車在靠近墨西哥邊境的科羅拉多國家森林處停了下來?？茖W(xué)家們掀起地上的一塊石頭，看到一些白蟻正在向一些小隧道爬去。于是，他們趴在地上用抽吸器收集了大約25只白蟻，放進(jìn)了與抽吸器相連的試管里。

科學(xué)家正在考察蟻丘。

圓圓無眼的腦袋、粗壯的脖子，水滴形的身體，白蟻長得與螞蟻完全不一樣。

這些呈蒼白色的小小白蟻很脆弱，當(dāng)研究人員拿起一只白蟻時(shí)，它無助地輕輕掙扎著，腦袋上細(xì)細(xì)的觸角輕輕地晃悠。透過白蟻短粗的半透明的身體，幾乎可以看到里面盤繞的內(nèi)臟——大概還有它的午餐殘余。白蟻沒有螞蟻那模特樣的苗條腰肢，實(shí)際上白蟻與螞蟻或蜜蜂并沒有什么親緣關(guān)系，它圓圓無眼的腦袋、粗壯的脖子，還有水滴形的身體，長得與螞蟻完全不一樣。

被研究人員收集的這25只白蟻，離開了蟻群它們什么也做不了：它們沒有覓食的理由，找來食物也沒處送;沒有兵蟻，它們無法保護(hù)自己;沒有蟻后，它們無法繁殖。區(qū)區(qū)25只白蟻在蟻群的生生死死和后代繁衍過程中微不足道，發(fā)揮不了什么作用。此刻，25只白蟻緊緊抱在一起，腦袋和肢體糾纏一起，甚至分辨不了單只白蟻，它們看起來就像一個(gè)整體，而不是一群個(gè)體。

在美國，這些愛吃木頭的家伙每年要吃掉價(jià)值相當(dāng)于15億～200億美元的房產(chǎn)。白蟻確實(shí)給人類帶來了巨大的損失。

從害蟲到昆蟲世界的明星

白蟻通過分解世界的一部分來創(chuàng)造它們的新世界，它們是動(dòng)物世界中出色的建筑師。沒有人喜歡白蟻，因?yàn)樗鼈兂３＝o建筑物造成破壞，而同為社會(huì)性昆蟲的螞蟻和蜜蜂等，因其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳鐣?huì)組織、節(jié)儉和勤勞的形象而受到人類的贊賞。父母們會(huì)給孩子穿上印有可愛小蜜蜂圖案的服裝，螞蟻還成了電影和電子游戲中的明星，而白蟻充其量只不過是滅蟲廣告中以粗糙漫畫形象出場的害蟲而已，白蟻的研究也因得不到重視而幾乎處于停滯狀態(tài)。在2000-2013年發(fā)表的6000多篇有關(guān)白蟻的論文中，約50%都是關(guān)于如何殺死它們的。

每一個(gè)白蟻故事幾乎都在“控訴”白蟻犯下的“罪行”。在美國，這些愛吃木頭的家伙們每年要吃掉價(jià)值相當(dāng)于15億-200億美元的房產(chǎn)，就它們的行為和造成的損失而言，白蟻確實(shí)是給人類帶來巨大危害的破壞分子。事實(shí)上，白蟻愛吃的不僅僅是木頭，它們還會(huì)吃任何含纖維素的東西。它們發(fā)現(xiàn)錢（紙幣）也是很美味的。2011年闖入印度一家銀行的一群白蟻“盜賊”吃掉了1000萬盧比的鈔票（相當(dāng)于120萬人民幣）;2013年又有白蟻“竊賊”吃掉了廣東一名女子藏在一個(gè)木質(zhì)抽屜中包在塑料里的40萬元人民幣。

就重量而言，白蟻是人類的10倍。有白蟻專家稱，每60千克的人類，就有相對(duì)應(yīng)的600千克白蟻。我們生活在以人類自己命名的時(shí)代——“人類世”，但白蟻統(tǒng)治著泥土。如果白蟻、螞蟻和蜜蜂相繼罷工，那么世界上最重要的河流將淤塞，海洋將變得有毒……這些小小生物對(duì)于地球生態(tài)的重要性可謂舉足輕重。

在科學(xué)家們此次的白蟻采集之旅結(jié)束時(shí)，被裝在塑料桶和塑料袋里的白蟻已有8000只，它們將被貼上標(biāo)簽并儲(chǔ)存在干冰里，然后送去基因測序。被冷凍在真空瓶里的白蟻將會(huì)“永生”：成為某個(gè)服務(wù)器上某個(gè)數(shù)據(jù)庫中的一組基因代碼、某項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，或成為有朝一日可能解決某個(gè)棘手問題的核苷酸序列。

世界各地的科學(xué)家都在努力尋找生物學(xué)的基本規(guī)律，并加以利用。他們通過生物體的基因、行為、代謝和生態(tài)系統(tǒng)來尋找這些規(guī)律，以新的方式來看待自然和環(huán)境，同時(shí)也在試圖重新創(chuàng)造自然，并讓自然更好地為我們服務(wù)。在未來，我們將利用和駕馭自然界中最小的生命形式——微生物和昆蟲的組織和控制系統(tǒng)，以及它們的基因和化學(xué)能力。這符合我們看似矛盾的愿望：在對(duì)地球自然進(jìn)程擁有更大控制權(quán)的同時(shí)，在地球上留下更少的碳足跡。

這個(gè)白蟻研究項(xiàng)目的核心目標(biāo)是將生物學(xué)發(fā)展為一門預(yù)測科學(xué)。這是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的夢(mèng)想，就像物理學(xué)從觀察重力等基本物理現(xiàn)象開始，然后發(fā)展起了深?yuàn)W的原子物理學(xué)一樣。白蟻，將會(huì)成為21世紀(jì)昆蟲世界的明星。

“超有機(jī)體”一詞曾風(fēng)靡一時(shí)。這個(gè)概念的提出很好地解決了達(dá)爾文的“社會(huì)性昆蟲問題”。達(dá)爾文進(jìn)化論提出，自然選擇作用于個(gè)體，只有最適合于生存的個(gè)體才擁有與其他個(gè)體繁殖的能力。但像白蟻這樣的社會(huì)性昆蟲的問題在于，雖然單只白蟻是個(gè)體，但它們并不都擁有這樣的繁殖功能，只有蟻群中的蟻后和蟻王才有。那么，對(duì)于白蟻這樣的群體性生物來說，“個(gè)體”是什么？惠勒提出，只有將整個(gè)白蟻群體看成為一個(gè)“超個(gè)體”，才能由它的成員共同組成一個(gè)“維持其平衡的完整生命體”。

將整個(gè)白蟻群體看成為一個(gè)“超個(gè)體”，而由它的成員共同組成一個(gè)“維持其平衡的完整生命體”。

20世紀(jì)20年代末到30年代初，“超有機(jī)體”所指的范圍得到了進(jìn)一步拓展。例如，生物學(xué)家開始將森林當(dāng)作一個(gè)超有機(jī)體來研究，而不只是研究個(gè)體的樹木。到了1931年，“超有機(jī)體”的概念悄然進(jìn)入了流行文化.英國作家奧爾德斯·赫胥黎在《美麗新世界》一書中將人類看作分為五個(gè)等級(jí)的“社會(huì)性昆蟲”?；堇仗岢隽恕盃I養(yǎng)交換”的觀念，這是他為昆蟲反芻和分享食物方式發(fā)明的一個(gè)詞。他認(rèn)為，營養(yǎng)交換是昆蟲和人類社會(huì)的超級(jí)黏合劑，也是經(jīng)濟(jì)學(xué)的基礎(chǔ)。但即使在這個(gè)超有機(jī)體概念最為盛行的時(shí)候，瑪萊斯仍然是唯一斷言蟻丘有靈魂的人。

在納米比亞，美國生物學(xué)家斯科特·特納花了幾十年時(shí)間研究白蟻如何建造蟻丘，以及它們?yōu)槭裁匆ㄔ煜伹稹Ｍㄟ^數(shù)年的實(shí)驗(yàn)特納發(fā)現(xiàn)：白蟻蟻丘的工作原理有點(diǎn)像肺，利用空氣流動(dòng)的原理相互連通?？諝馔ㄟ^多孔泥土“皮膚”上的進(jìn)出兩個(gè)系統(tǒng)來回流通，就像肺在呼吸一樣。特納猜測，白蟻本身在通道中的移動(dòng)也是空氣循環(huán)的一種方式，就像移動(dòng)的肺泡。這是對(duì)白蟻蟻丘“呼吸系統(tǒng)”的一種全新見解。蟻丘并不是一個(gè)簡單的空氣流通結(jié)構(gòu)，而是一個(gè)在不斷變化中的復(fù)雜裝置——由泥土和白蟻共同操縱氣流的一種“呼吸系統(tǒng)”。

白蟻們建造一個(gè)約3米高的蟻丘?；ㄒ荒陼r(shí)間，但以它們微小的體形而言，這個(gè)蟻丘工程就相當(dāng)于人類建造的帝國大廈;白蟻建造的5米蟻丘，相當(dāng)于人類建造的高828米的世界第一高樓——位于迪拜的哈利法塔（原名迪拜塔）。但與人類建筑不同的是，白蟻沒有專門的建筑師，也沒有專業(yè)的結(jié)構(gòu)工程師，這些沒有思考能力的小生物創(chuàng)造的奇跡令人涼嘆！不過，這種只憑直覺的設(shè)計(jì)理念不可能適用于人類。以迪拜塔的建造為例，該建筑耗時(shí)6年，并投入了大批專業(yè)人員、先進(jìn)設(shè)備和7500名建筑工人。工程師們正在與科學(xué)家合作，希望可以從蟻丘的隧道建筑能力以及它們小小大腦的強(qiáng)大群體思維才能中獲得啟示，用于火星等遠(yuǎn)離地球環(huán)境中的建筑物的設(shè)計(jì)和建造。

正在修復(fù)巢穴的白蟻。

在一次實(shí)驗(yàn)中，特納用挖掘機(jī)轟隆一聲撞在蟻丘頂上，蟻丘被撞得四分五裂，白蟻開始四散逃竄。逃竄的蟻群一開始像一張薄紗網(wǎng)，很快形成一條條小溪流。不到10分鐘，這些溪流就變成了昆蟲奔跑的河流。隨著白蟻世界秩序的恢復(fù)，可以看到隱藏在蟻丘內(nèi)精心設(shè)計(jì)的隧道、空間和共生菌類。這一場面令人瞠目結(jié)舌。

蟻丘頂部有寬闊的垂直隧道，隧道內(nèi)部非常平滑，就像一根松散的辮子一樣，一個(gè)個(gè)纜索狀的圓柱彼此交錯(cuò)，穿進(jìn)穿出。白蟻的工蟻沒有眼睛，但它們會(huì)用觸須來感受隧道的光滑度。在較大的隧道里，它們會(huì)清除所有影響隧道光滑度的雜物，甚至還可能通過聽覺來感知隧道的形狀。

白蟻常被比作建筑師，但實(shí)際上這是一種誤導(dǎo)。它們沒有什么設(shè)計(jì)“規(guī)劃”，也沒有全局視野，它們真正擁有的是一種與生俱來的對(duì)周圍事物的敏銳感知。在一開始發(fā)現(xiàn)蟻丘頂部遭到破壞時(shí)，頂上的隧道里只有寥寥幾只白蟻。蟻丘頂部被破開后，大量新鮮空氣涌入，等于啟動(dòng)了報(bào)警系統(tǒng)。一些白蟻從洞里跑出來，呼喚它們的兄弟姐妹們一起出來幫忙修理，于是成千上萬的工蟻憑著對(duì)新鮮空氣的感知找到被破開的洞，每個(gè)白蟻?zhàn)炖锒嫉鹬粓F(tuán)土。

把土丘下的泥土清理干凈后，就露出了蟻丘內(nèi)部的水平通道、隧道和洞穴系統(tǒng)。

在蟻丘被襲發(fā)生幾分鐘后，成群結(jié)隊(duì)的白蟻在蟻丘破碎處—側(cè)四處搜索，瘋狂地來回移動(dòng)。但它們忙而不亂，可以看到每只白蟻都會(huì)將自己嘴里的那團(tuán)泥球吐出來，放在之前白蟻留下的泥球上，一邊晃動(dòng)著腦袋，將泥球牢牢粘住，然后后退，給下一只白蟻?zhàn)屛弧Ｄ硞€(gè)破損處開始補(bǔ)上2個(gè)泥球，然后迅速增加到20個(gè)、200個(gè)，2000個(gè)……修復(fù)的速度極陜，讓人看得眼花繚亂，最后這處泥堆邊緣與其他泥堆連接起來，形成凹凸不平的土墻。

一旦這個(gè)被破壞的區(qū)域被用泥墻堵住，來自外部新鮮空氣的信號(hào)就會(huì)停止，白蟻接下來會(huì)用更多的泥球填滿蟻丘的內(nèi)部空間，形成海綿狀的分層，然后要么將它完全封閉起來，要么挖空再重新改造。

當(dāng)研究人員把土丘下的泥土清理干凈后，就露出了蟻丘內(nèi)部的水平通道、隧道和洞穴系統(tǒng)。這讓人想起游輪的側(cè)視圖，從舞廳、自助餐廳到VIP艙室和舵手鋪位，一應(yīng)俱全。小隔間按照嚴(yán)格的功能和地位等級(jí)排列，當(dāng)然，白蟻社會(huì)的等級(jí)制度與金錢無關(guān)，而是取決于它們賴以生存的一些東西：繁殖、育幼和食物供應(yīng)等。有些小室很大，有拱形的頂部、墻壁和地板。仔細(xì)看去可以發(fā)現(xiàn)，與其說它們像是房間，不如說是縱橫交錯(cuò)的覓食通道的交匯點(diǎn)，就像火車站的大廣場。這片區(qū)域的深處有一個(gè)小空間，蟻王和

與白蟻共生的真菌

在蟻丘的下面是正在消化草料的真菌，所有的白蟻都會(huì)利用細(xì)菌和其他微生物的共生群落來消化纖維素，但是大白蟻將主要的工作“外包”給了真菌。從某種意義上說，真菌菌圃就像是白蟻蟻丘的一個(gè)巨胃，這種真菌已經(jīng)與大白蟻共生共存了3000多年。

大白蟻與真菌之間有著十分緊密的共生關(guān)系。工蟻負(fù)責(zé)為真菌提供干草，繁殖出的大量真菌最后成為白蟻的食物。大白蟻和真菌之間既有相互依賴的關(guān)系，也有敵對(duì)競爭的關(guān)系。真菌有時(shí)會(huì)故意欺騙白蟻。在美國和日本的白蟻聚居地，有一種侵入性真菌會(huì)偽裝成白蟻的卯，甚至還能夠分泌出白蟻專門用來識(shí)別白蟻卯的化學(xué)溶菌酶。

認(rèn)為白蟻生命等級(jí)高于真菌的等級(jí)觀念是一種偏見，人們之前一直傾向于相信是白蟻在控制著真菌，但其實(shí)真菌群落比白蟻要強(qiáng)大得多。無論是在體積上還是在產(chǎn)生的能量上，據(jù)特納估計(jì)，一個(gè)蟻丘里真菌的代謝率大約是白蟻的8倍。或有可能是真菌利用了白蟻，甚至有可能是真菌發(fā)出的某種化學(xué)氣味刺激了白蟻去辛勤地建造蟻丘。

有科學(xué)家認(rèn)為，蟻后和它的孩子以及它的子民建造的蟻丘都被真菌利用了。但最為驚人的是蟻后的繁殖能力，在長達(dá)20年的時(shí)間里蟻后可以產(chǎn)下數(shù)百萬個(gè)卵（這只是一個(gè)推測數(shù)字）。一些種類的白蟻蟻后還可單性生殖克隆自己產(chǎn)卵，這些卯長大后只帶有母親的染色體。

既然如此，為什么還將它稱為蟻后呢？早期的歐洲博物學(xué)家在觀察蜜蜂的蜂箱和白蟻的蟻丘時(shí)，發(fā)現(xiàn)蜂群或蟻群的社會(huì)結(jié)構(gòu)與他們所在的君主制國家非常相像，有工蟻、兵蟻、蟻王和蟻后。但有科學(xué)家認(rèn)為這是一種誤導(dǎo)，它讓我們無法真正理解白蟻的行為。將社會(huì)性昆蟲擬人化的巨大危險(xiǎn)在于掩蓋了它們真正的昆蟲特性。

所有的白蟻都會(huì)利用細(xì)菌和其他微生物的共生群落來消化纖維素。據(jù)估計(jì)。一個(gè)蟻丘里真菌的代謝率大約是白蟻的8倍?；蛴锌赡苁钦婢昧税紫仭?/p>

科學(xué)界將白蟻蟻群比喻為一個(gè)巨大的爬行大腦，白蟻個(gè)體就是這個(gè)爬行大腦中的一個(gè)個(gè)神經(jīng)元。

20世紀(jì)七八十年代，螞蟻科學(xué)家黛博拉對(duì)美國西南部的大規(guī)模蟻群開展了研究?？茖W(xué)家們之前將蟻群描述為“一個(gè)擁有流水線工人的工廠，每一個(gè)工人都在反復(fù)執(zhí)行同一項(xiàng)任務(wù)”。但黛博拉覺得工廠模式蒙蔽了她在蟻群中實(shí)際看到的東西。她發(fā)現(xiàn)，螞蟻并沒有明確的任務(wù)分配，而是根據(jù)它們所處的環(huán)境，以及從彼此身上獲得信息的線索來實(shí)時(shí)改變它們的行為。她認(rèn)為，我們不應(yīng)該將螞蟻看作是工廠的工人，而不妨將它們看作是“大腦神經(jīng)元的放電模式”。在這種模式下，簡單的環(huán)境信息為它們提供了行為模式的線索，讓蟻群個(gè)體在沒有中央調(diào)控的情況下為整體工作。

因此，如今科學(xué)界將白蟻蟻群比喻為一個(gè)巨大的爬行大腦，白蟻個(gè)體就是這個(gè)爬行大腦中的一個(gè)個(gè)神經(jīng)元。早在20世紀(jì)30年代，有人寫了一本關(guān)于人類如何理解白蟻的書，書中寫道：白蟻是一種昆蟲。一種生物體.一個(gè)巨大的靈魂，一種構(gòu)成地面景觀的力量。以這樣的視角來看白蟻，將改變我們對(duì)世界、對(duì)科學(xué)、對(duì)未來和對(duì)我們?nèi)祟愖约旱目捶ā?p>

木蟻

白蟻

木蟻與白蟻

木蟻和白蟻同為兩種對(duì)人類居家及建筑物損毀較重的昆蟲。

從科學(xué)的角度來看，木蟻能夠幫助分解腐爛的樹木，在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著重要的角色。但另一方面，木蟻也可能會(huì)潛入家中或其他建筑物中，在潮濕和腐爛的木材中筑巢，嚴(yán)重?fù)p壞物體結(jié)構(gòu)。

一般來說，木蟻呈黑色或棕黑色，身體可分成三節(jié)與六足，有著彎曲的觸須。白蟻則有著筆直的觸須及淺色的身體，

一群木蟻通常順著直線移動(dòng)。它們不吃木材，但是會(huì)在里邊挖洞筑巢。書桌、櫥柜等木制家具很可能成為它們的目標(biāo)。木蟻在木材里挖的“走道”很平滑，就像用砂紙磨的面一樣，但被其破壞過的木材不會(huì)像被白蟻破壞的那樣有含泥類物質(zhì)。當(dāng)木蟻挖巢時(shí)，其產(chǎn)生的木材碎片就像粗糙的鋸木屑一樣。如果家中有木蟻入侵，很可能會(huì)在木制家具或屋梁旁發(fā)現(xiàn)木屑堆。

和木蟻相比，白蟻的危害性更大。在所有可能竄入你家里的昆蟲、嚙齒動(dòng)物與其他害蟲中，再?zèng)]有比白蟻更危險(xiǎn)的生物了。這些小小的昆蟲可憑一己之力在短短幾年之內(nèi)就可以摧毀掉整座房屋的地基。更可怕的是，在白蟻入侵后的頭五年，它們帶來的初期破壞大多令人難以察覺，因此待人們察覺時(shí)往往已經(jīng)太遲了。

在我國，白蟻廣泛分布于北緯40°以南地區(qū)，云南是我國白蟻分布最多的省份，有126種。其中，黃翅大白蟻、黑翅土白蟻會(huì)降低甘蔗等經(jīng)濟(jì)作物和農(nóng)作物的產(chǎn)量，木鼻白蟻、原白蟻則會(huì)毀壞樹木，家白蟻、散白蟻等會(huì)損害建筑，土白蟻、大白蟻等甚至?xí)埂扒Ю镏虧⒂谙佈ā?。不過，從整體來看，90%以上的白蟻對(duì)人類及生態(tài)系統(tǒng)并不構(gòu)成危害。相反，這些小小的社會(huì)性昆蟲對(duì)加速有機(jī)物分解、促進(jìn)物質(zhì)循環(huán)、凈化地表、改善土壤結(jié)構(gòu)和增加土壤肥力等都起著重要作用，是自然界重要的一員。

（編譯黃嵐）